HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ MƠI TRƯỜNG CỦA CƠNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NI TẠI LÀNG BÚN Ô SA, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Trần Anh Tuấn, Phạm Thị Mỹ Hạnh Khoa Môi trường, Đại học Khoa Học Huế TÓM TẮT Nghiên cứu sử dụng số kỹ thuật tính tốn Ủy ban Liên Chính Phủ Biến đổi khí hậu (IPCC) để đánh giá hiệu giảm phát thải khí nhà kính cơng trình khí sinh học làng bún Ơ Sa thuộc xã Quảng Vinh, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế Theo kết tính tốn, lượng giảm phát thải trung bình hàng năm khí nhà kính sử dụng loại hầm biogas 19,904 CO2 tương đương toàn làng Ngoài ra, hiệu kinh tế liên quan đến tiết kiệm chất đốt đun nấu, sử dụng chất bã hầm biogas bón cho trồng, thời gian hoàn vốn giản đơn, khoản tiết kiệm sau thời gian hoàn vốn hầm biogas,… tính tốn Kết phân tích hiệu kinh tế cho biết loại hầm sử dụng, hầm xi măng giúp tiết kiệm 2.275.000 đồng/hộ/năm, thời gian hoàn vốn năm lợi ích phát sinh sau hồn vốn vào khoảng 28.216.000 đồng Hầm composite đơn năm giúp tiết kiệm 2.563.000 đồng/hộ, hoàn vốn khoảng 4,8 năm lợi ích sau thời gian hồn vốn 38.963.000 đồng Hầm composite đôi giúp tiết kiệm 2.516.000 đồng/hộ/năm, thời gian hồn vốn năm lợi ích phát sinh sau hoàn vốn 37.740.000 đồng MỞ ĐẦU Theo báo cáo Cục Chăn nuôi (2010), đàn vật nuôi Việt Nam hàng năm thải khoảng 80 triệu chất thải rắn vài chục tỉ khối chất lỏng gây suy thối mơi trường Nếu lượng chất thải không xử lý phù hợp gây ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hưởng đến sức khỏe người; vậy, vấn đề đặt công tác quản lý chất thải nói chung chất thải chăn ni nói riêng cần phải trọng Việc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi hầm biogas nói riêng cơng nghệ khí sinh học nói chung giải pháp quan trọng góp phần giải vấn đề ô nhiễm chất thải chăn nuôi gây ra, đồng thời cung cấp chất đốt giảm phát thải khí nhà kính Tuy nhiên, Việt Nam nay, tỷ lệ hộ chăn ni có cơng trình xử lý chất thải thấp: gia trại đạt 37,7% trang trại đạt 35,7% nông hộ đạt 15% [1] Cách thức xử lý chất thải chủ yếu ủ làm phân bón; số sản xuất khí sinh học (biogas) Chỉ có khoảng từ 5% đến 8,3% nơng hộ sản xuất khí sinh học từ chất thải rắn lỏng Số hộ ủ phân tươi chiếm 15,63% ủ có độn chiếm 17,86% [1] Làng bún Ơ Sa thuộc xã Quảng Vinh, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế chuyên sản xuất bún truyền thống Do biết tận dụng phế phẩm trình xuất nên có đến 120 hộ chăn ni tổng số 170 hộ dân với tổng số lợn vào khoảng 800 con, thải trung bình 1.000 kg phân/ngày Hiện nay, 90% hộ chăn nuôi ủ phân trữ phân hố có 10 tổng số 120 hộ chăn nuôi (chiếm 8.3%) đầu tư xây lắp hầm biogas Thực tế gây ô nhiễm môi trường sống cho hộ gia đình chăn ni hộ xung quanh Vì thế, cơng tác quản lý chất thải từ gia súc quyền địa phương quan tâm; việc xây dựng hệ thống hầm biogas giải pháp hiệu địa phương lựa chọn Tuy nhiên, địa phương gặp khơng khó khăn q trình xây dựng phát triển hệ thống biogas người dân chưa nhận thức rõ hiệu kinh tế mơi trường mà hầm biogas mang lại Chính vậy, việc làm rõ hiệu kinh tế mơi trường mơ hình xử lý chất thải chăn ni lợn hầm biogas làng bún Ơ Sa chắn góp phần nâng cao hiểu biết nhận thức người dân, đồng thời khuyến khích thuyết phục họ tham gia xây lắp sử dụng hầm biogas gia đình PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp thu thập xử lý số liệu Phương pháp vấn cấu trúc phiếu điều tra kết hợp với khảo sát thực tế sử dụng nhằm thu thập thông tin loại hầm biogas, nguồn nguyên liệu cung cấp cho hầm tình hình sử dụng lượng, chất đốt, phân bón trước sau sử dụng hầm Có 50 hộ tổng số 120 hộ chăn nuôi lựa chọn để điều tra; bao gồm tồn 10 hộ xây lắp sử dụng hầm biogas Kỹ thuật chọn mẫu cho phương pháp điều tra Chọn mẫu thuận tiện thuộc nhóm chọn mẫu Phi xác suất dựa đặc điểm dễ tiếp cận đối tượng cần điều tra Lựa chọn phù hợp với quy mơ nghiên cứu hạn chế kinh phí nhân lực Do lượng mẫu điều tra không lớn yêu cầu thống kê không phức tạp nên số liệu thu thập xử lý công cụ Thống kê mô tả (Descriptive Statistics) MS Excel Đây add-in miễn phí dễ cài đặt, phục vụ tốt cho việc thống kê số liệu thu thập Phương pháp tính tốn thời gian hoàn vốn giản đơn Đây phương pháp đánh giá nhanh sử dụng để thẩm định đầu tư có chi phí thấp hay trung bình mà dùng đến phương pháp đánh giá chi tiết Thời gian hoàn vốn thời gian cần thiết để dòng tiền tương lai dự tính hồn lại dòng tiền đầu tư ban đầu Nếu dòng tiền tương lai ước tính cố định thời gian hồn vốn giản đơn tính theo cơng thức (1) Thời gian hồn vốn (năm) = Chi phí đầu tư ban đầu (1) Dòng tiền ròng năm Nếu dòng tiền tương lai năm ước tính khơng sử dụng phương pháp cộng dồn chia trung bình Thời gian hoàn vốn gọi thời gian hồn vốn giản đơn khơng tính đến chiết khấu dòng tiền tương lai Các đầu tư có thời gian từ năm trở xuống xem có tính khả thi cao Thời gian hồn vốn ngắn giải pháp đầu tư xem xét khả thi Trong nghiên cứu này, phương pháp thời gian hồn vốn giản đơn sử dụng nhằm phân tích đánh giá hiệu kinh tế hầm biogas mang lại so sánh hiệu kinh tế loại hầm để người dân có chọn lựa đắn Phương pháp tính tốn mức giảm phát thải khí nhà kính hầm biogas Hiệu giảm phát thải khí nhà kính sử dụng hầm biogas thực cách tính tốn hiệu số lượng phát thải khí nhà kính trước sau hộ gia đình sử dụng cơng trình khí sinh học Theo hướng dẫn Ủy Ban Liên Chính phủ BĐKH (IPCC, 2006) [2], số khí nhà kính lựa chọn để tính tốn loại phát thải từ hố phân, từ trình đốt nhiên liệu từ rò rỉ khí sinh học (xem chi tiết khí nhà kính lựa chọn bảng 1) Ngồi ra, thơng số sử dụng cho tính tốn lượng phát thải khí nhà kính tham khảo IPCC (2006) (xem chi tiết thông số bảng 2) [3] Bảng Các khí nhà kính sử dụng tính tốn phát thải theo IPCC (2006) Nguồn phát thải Phát thải từ hố phân Trước có hầm biogas (A) Phát thải từ chất đốt Sau sử dụng hầm biogas (B) Rò rỉ khí sinh học Phát thải từ chất đốt Khí nhà kính sử dụng để tính tốn CH4 N2 O CO2 CH4 CH4 CO2 CH4 Bảng Các thông số sử dụng để tính tốn phát thải khí nhà kính theo IPCC (2006) Nhiệt VS (kg chất Bo MCFi độ (oC) khô/con/ngày) (m3/kg) (%) 25 0,30 0,29 65 MS (%) 100 EFCH4 (kg/ con/năm) 13,83 EFNO2 (kg/ con/năm) 0.005 Nex (kg/ con/năm) 16 Tính tốn lượng phát thải khí nhà kính trước sử dụng hầm biogas Quy trình tính tốn thực theo bước cụ thể sau: Bước 1: Tính tốn lượng phát thải CH4 từ ủ phân hộ gia đình theo cơng thức (2) BECH4 = GWPCH4 x LN1 x EFCH4 x 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 (2) Trong đó: BECH4 : Lượng phát thải CH4 từ hầm chứa phân (tCO2e/năm: CO2 tương đương/năm); GWPCH4 : Tiềm gây hiệu ứng nhà kính CH4 khí so với CO2 (25); LN1 : Số lợn trung bình trước có hầm biogas (con/năm) EFCH4 : Hệ số phát thải CH4 từ chất thải chăn nuôi lợn, đơn vị kg/con/năm; Bước 2: Tính tốn lượng phát thải N2O ủ phân theo công thức (3) BEN20 = LN1 x Nex x MS x EFN2O x GWP N2O x 𝟒𝟒 𝟐𝟖 x 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 (3) Trong đó: BEN20 : Tải lượng N2O phát thải ủ phân (tCO2e/năm); LN1 : Số lợn trung bình trước có hầm biogas (con/năm); Nex : Lượng phát thải N (kg/con/năm); EFN2O : Hệ số phát thải N2O từ chất thải chăn nuôi lợn (0,005 kg/con/năm); GWPN2O : Tiềm gây hiệu ứng nhà kính N2O so với CO2 (298); : Hệ số chuyển đổi phát thải từ N sang N2O 44/28 Bước Tính tốn lượng CO2 CH4 phát thải từ chất đốt hộ gia đình theo cơng thức (4) (5) với nhiệt lượng hệ số phát thải số nhiên liệu chất đốt trình bày bảng BCO2 =∑(BGj x NCVj x EFCO2j ) x BCH4 = ∑(BGj x NCVj x EF CH4j ) x 𝟏 (4) (5) 𝟏𝟎 𝟏 𝟏𝟎 Trong đó: BCO2, BCH4 : Lượng CO2 CH4 phát thải từ đốt nhiên liệu (tCO2e/ năm); BGj : Khối lượng nhiên liệu j tiêu thụ hàng năm hộ gia đình trước có hầm biogas (kg/năm); NCVj : Nhiệt lượng nhiên liệu j (MJ/kg); EFCO2j : Hệ số phát thải CO2 nhiên liệu j (tCO2e/ TJ); EFCH4j : Hệ số phát thải CH4 nhiên liệu j (tCO2e/ TJ) Bảng Các thông số nhiệt lượng hệ số phát thải số nhiên liệu IPCC (2006) Loại nhiên liệu Than đá Củi Khí đốt (gas) Nhiệt lượng (MJ/kg) 25,8 30,5 47,3 Hệ số phát thải ( tCO2e/ TJ) CO2 CH4 94,6 0,1 112 0,3 63,1 0,001 Bước Tính tốn tổng lượng phát thải khí nhà kính trước sử dụng hầm biogas theo công thức (6) với BEi tổng lượng phát thải khí nhà kính hộ gia đình trước sử dụng hầm biogas (tCO2e/ hộ/ năm) BEi = BECH4+BEN20+BCO2+BCH4 (6) Tính tốn lượng phát thải khí nhà kính sau sử dụng hầm biogas Quy trình tính tốn lượng phát thải khí nhà kính sử dụng hầm biogas bao gồm bước sau: Bước Tính tốn lượng CH4 phát thải rò rỉ từ hầm biogas theo công thức (7) 𝟏 PECH4 = LFCH4 x (GWPCH4 x Bo x DCH4 x VS x 365 x LN2) x 𝟏𝟎𝟎𝟎 (7) Trong đó: PECH4 : Lượng phát thải khí CH4 rò rỉ từ hầm biogas (tCO2e/ năm); LFCH4 : Hệ số rò rỉ CH4 từ hầm kị khí (LFCH4 = 0,1); VS : Lượng chất thải rắn dễ bay chất thải chăn nuôi lợn (kg chất khô/con/ngày); LN2 : Số lợn trung bình hộ gia đình có cơng trình khí sinh học (con/ năm) Bước Tính tốn lượng phát thải CO2 CH4 từ chất đốt hộ gia đình theo công thức (8) Lượng phát thải CO2 CH4 từ chất đốt tính tốn tương tự trường hơp chưa có hầm biogas (cơng thức (4) (5)) Đối với nhiên liệu chất đốt khí biogas, lượng phát thải khí nhà kính tính tốn theo công thức (8) PEbiogas = H x Bo x DCO2 x VS x 365 x LN2 x 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 (8) Trong đó: PEbiogas: Tải lượng CO2 đốt biogas, đơn vị tCO2e/ năm; Bo: Thể tích CH4 phát sinh tối đa từ phân lợn xử lý hầm biogas (m3/kg); DCO2: Khối lượng riêng CO2 (DCO2 = 1,798kg/m3 điều kiện bình thường); H: Hiệu suất sinh khí CH4 (H =0,9) Bước Tính tốn tổng lượng khí nhà kính phát thải sau sử dụng hầm biogas theo công thức (9) PEi = PE CH4 + PCO2 + PCH4 (9) Trong đó: PEi : Tổng lượng phát thải khí nhà kính sau sử dụng hầm biogas (tCO2e/hộ/ năm); PCO2, PCH4 : Lượng phát thải khí CO2 CH4 từ chất đốt hộ gia đình (tCO2e/hộ/ năm) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Theo kết điều tra khảo sát làng bún Ơ Sa, có tổng cộng 10 cơng trình khí sinh học đầu tư xây dựng đưa vào hoạt động; có 03 hầm xi măng xây dựng vào năm 2003 khuôn khổ dự án xóa đói giảm nghèo Thụy Sĩ 08 hầm composite (05 hầm đơn 03 hầm đôi) xây dựng năm 2014 dự án giảm thiểu cacbon Vương quốc Anh tài trợ Theo mục đích ban đầu dự án giảm thiểu cacbon, hầm đơn dùng cho 01 hộ, tích 6m3 số lợn ni để vận hành hầm 5-6 Hầm đôi hầm sử dụng kép cho 02 hộ, có kích cỡ 8m3 với số lợn ni phù hợp 8-10 Tuy nhiên, theo thực tế điều tra làng bún Ơ Sa, hầm đơi 01 hộ gia đình sử dụng nên khơng theo mục đích ban đầu mà dự án đề Việc đưa vào sử dụng hầm biogas mang lại hiệu việc giải vấn đề ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi gây Bên cạnh đó, hầm biogas tạo chất đốt nguồn phân bón hữu ích cho trồng Đặc điểm cơng trình nghiên cứu trình bày bảng Theo đó, hầm biogas sử dụng chủ yếu để thay chất đốt đun nấu thức ăn cho gia đình vật ni Ngồi ra, người dân làng bún Ơ Sa sử dụng chất thải biogas để bón nhằm tăng suất trồng tiết kiệm chi phí Bảng Đặc điểm cơng trình khí sinh học làng bún Ơ Sa Hộ gia đình Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra 10 Năm xây dựng Thể tích (m3) 2003 6,7 2003 2014 2014 2014 2014 2014 2014 2014 2014 Mục đích sử dụng biogas Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Đun nấu thức ăn cho gia đình gia súc Mục đích sử dụng chất thải sau biogas Nước thải Thải vườn Thải vườn Bã thải Được lấy khơng thường xun, bón vườn Được lấy khơng thường xun, bón vườn Thải vườn Chưa xử lí lần Bón cho rau vườn Chưa xử lí lần Thải vườn Chưa xử lí lần Thải vườn Chưa xử lí lần Bón rau Chưa xử lí lần vườn Thải vườn Chưa xử lí lần Bón rau Chưa xử lí lần vườn Bón rau Chưa xử lí lần vườn Hiệu giảm phát thải khí nhà kính cơng trình khí sinh học Lượng phát thải khí nhà kính trước sử dụng hầm biogas Kết điều tra khảo sát cho thấy trước có hầm biogas, hộ gia đình thu hồi phân lợn hố kề sau cống thải chuồng ni sau tiến hành ủ phân bón cho trồng Lượng khí CH4 N2O phát thải ủ phân tính theo công thức (2) (3) Với số lượng nuôi trung bình 8,8 con/hộ gia đình, tổng lượng phát thải khí CH4 N2O ước tính vào khoảng 3,367 tCO2e/hộ/năm; lượng phát thải CH4 3,038 tCO2e/hộ/năm (chiếm 90,2%) N2O 0,329 tCO2e/hộ/năm (chiếm 9,8%) Trước có cơng trình khí sinh học, hộ gia đình chủ yếu sử dụng củi khí đốt để đun nấu; đó, củi chiếm 99% tổng khối lượng chất đốt hộ gia đình điều tra Sau xây dựng hầm biogas, khí đốt thay biogas (xem chi tiết lượng chất đốt sử dụng hộ gia đình bảng 5) Lượng phát thải khí nhà kính đốt củi than hộ gia đình tính tốn theo cơng thức (4), (5) bảng (về hệ số phát thải) Kết tính tốn lượng phát thải khí nhà kính CH4 CO2 từ chất đốt 22,828 tCO2e/hộ/năm; nguồn đóng góp CO2 (22,768 tCO2e/hộ/năm), chiếm 99,7% Lượng phát thải trung bình khí nhà kính trước sử dụng hầm biogas tổng lượng phát thải ủ phân chất đốt hộ gia đình 26,195 tCO2e/hộ/năm (3,367 tCO2e/hộ/năm + 22,828 tCO2e/hộ/năm) Bảng Khối lượng chất đốt sử dụng trước sau sử dụng hầm biogas Hộ gia đình Trước sử dụng hầm Sau sử dụng hầm biogas (kg/năm) biogas (kg/năm) Củi Khí đốt Củi Khí đốt Hộ điều tra 6.645 36 5.100 Hộ điều tra 7.480 50 6.500 20 Hộ điều tra 9.100 5.750 Hộ điều tra 4.150 48 3.100 24 Hộ điều tra 10.800 45 8.900 20 Hộ điều tra 7.500 52 5.500 20 Hộ điều tra 4.100 50 2.850 Hộ điều tra 5.800 36 5.800 24 Hộ điều tra 3.500 72 2.100 24 Hộ điều tra 10 Tổng cộng 8.200 40 5.450 15 59.075 429 51.050 147 Số liệu bảng cho thấy phát thải khí nhà kính vào khí ủ phân chất đốt hộ gia đình chênh lớn Trong tổng lượng phát thải khí nhà kính năm hộ gia đình trước có cơng trình khí sinh học, chất đốt chiếm đến 87,2%; công đoạn ủ phân chiếm 12,8% Trong xu hướng phát triển chăn nuôi, khối lượng chất thải chất đốt sử dụng tăng lên Vì vậy, khơng có giải pháp phát triển xanh, ngành chăn ni nguồn đóng góp lớn vào nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Lượng phát thải khí nhà kính sau sử dụng hầm biogas Lượng khí sinh học rò rỉ từ hầm biogas tính theo cơng thức (7) bảng (về lượng CH4 phát sinh tối đa từ phân lợn xử lý hầm biogas lượng chất thải rắn dễ bay chất thải chăn nuôi lợn) Theo kết tính tốn, tổng lượng phát thải trung bình khí sinh học rò rỉ từ hầm biogas hộ nghiên cứu 5,05 tCO2e/hộ/năm Kết điều tra hộ gia đình cho biết khí biogas tạo từ cơng trình khí sinh học khơng đủ để thay hoàn toàn nhiên liệu đun nấu hộ gia đình Do đó, ngồi việc sử dụng biogas, hộ gia đình tiếp tục đun nấu củi khí đốt Kết lượng phát thải khí nhà kính sinh chất đốt sau có hầm biogas tính theo cơng thức (4), (5), (8) trình bày bảng Lượng phát thải khí nhà kính đốt nhiên liệu sau có cơng trình khí sinh học 5,786 tCO2e/năm; lượng CH4 chiếm 0.4% so với CO2 Bảng Lượng khí nhà kính phát thải đốt nhiên liệu sau có hầm biogas Hộ gia đình Lượng phát thải khí nhà kính (tCO2e/năm) CO2 CH4 Tổng cộng Hộ điều tra 5,796 0,024 5,820 Hộ điều tra 3,848 0,015 3,863 Hộ điều tra 11,957 0,051 12,009 Hộ điều tra 4,018 0,016 4,034 Hộ điều tra 7,233 0,029 7,262 Hộ điều tra 7,441 0,031 7,472 Hộ điều tra 4,728 0,019 4,747 Hộ điều tra 0,447 0,000 0,447 Hộ điều tra 5,594 0,021 5,615 Hộ điều tra 10 Trung bình 6,566 0,027 6,593 5,763 0,023 5,786 Theo công thức (9), tổng lượng phát thải khí nhà kính sau sử dụng hầm biogas tổng phát thải từ rò rỉ hầm phát thải từ chất đốt sử dụng củi, khí đốt biogas Kết tính tốn phát thải khí nhà kính sau hộ gia đình sử dụng hầm biogas cho biết tổng lượng khí nhà kính phát thải 6,291 tCO2e/năm Hiệu cắt giảm lượng phát thải khí nhà kính nhờ sử dụng hầm biogas Như trình bày đây, lượng phát thải khí nhà kính cắt giảm nhờ sử dụng hầm biogas hiệu số lượng phát thải khí nhà kính (NO2, CH4 CO2 tính theo CO2e) trước sử dụng hầm biogas lượng phát thải (CH4 CO2 tính theo CO2e) sau sử dụng hầm Kết tính tốn hiệu số 19,904 tCO2e/hộ/năm (26,195 tCO2e/hộ/năm - 6,291 tCO2e/hộ/năm) Trong tương lai, nhân rộng cho 120 hộ ni lợn tồn làng bún Ơ Sa, cơng trình khí sinh học giúp giảm lượng khí nhà kính lớn, lên đến 2.388,48 tCO2e/năm (120 hộ x 19,904 tCO2e/hộ/năm) Trong bối cảnh giới gắng sức giảm thiểu biến đổi khí hậu lượng khí nhà kính cắt giảm có ý nghĩa quan trọng, mở hội hình thành dự án Cơ chế phát triển (CDM) cho địa phương có tiềm xây dựng sử dụng cơng trình khí sinh học Hiệu kinh tế cơng trình khí sinh học Hiệu kinh tế cơng trình khí sinh học địa bàn nghiên cứu tính tốn dựa tổng chi phí cơng trình khí sinh học (chi phí đầu tư xây dựng vận hành hầm biogas) tổng lợi ích kinh tế mà cơng trình khí sinh học mang lại, bao gồm lợi ích từ việc tiết kiệm chi phí chất đốt lợi ích từ việc sử dụng bã thải hầm biogas làm phân bón cho trồng trọt Các chi phí hầm biogas Chi phí xây dựng Ở địa bàn nghiên cứu, kinh phí để hộ gia đình xây lắp hầm biogas trợ cấp tổ chức phi phủ phần vốn đối ứng hộ gia đình Phần kinh phí xây lắp hầm biogas thống kê cụ thể bảng Bảng Thống kê kinh phí xây lắp hầm hộ gia đình Kinh phí xây lắp hầm (triệu đồng) Hộ gia đình Trợ cấp Vốn đối ứng Tổng kinh phí Hộ điều tra Hộ điều tra 2 Hộ điều tra 13 Hộ điều tra 6 12 Hộ điều tra 13 Hộ điều tra 6 12 Hộ điều tra 6 12 Hộ điều tra 8 12 Hộ điều tra 13 Hộ điều tra 10 6 13 Trung bình 12,4 12,7 Nhìn chung, kinh phí xây lắp cho loại hầm có chênh lệch kích cỡ hầm ủ khác thể tích (từ đến 8m3) độ dài đường ống dẫn từ hầm đến bếp; bên cạnh gia tăng giá nhân công vật liệu xây lắp hầm theo thời gian Ngồi ra, khác biệt độ dày hầm điều kiện xây hầm khác thời điểm triển khai xây lắp; kính phí cao hầm compost đôi với mức giá trung bình 12,7 triệu đồng, thấp hầm truyền thống xi măng (6 triệu đồng) So với thu nhập nhiều hộ gia đình làng bún Ơ Sa, mức chi phí đầu tư ban đầu lớn Chính thế, việc người dân tự bỏ kinh phí xây lắp hầm biogas địa bàn nghiên cứu khơng có mà phải cần đến trợ cấp từ bên ngoài, dự án tổ chức phi phủ Chi phí vận hành bảo dưỡng Kết điều tra khảo sát 10 hộ gia đình sử dụng biogas cho thấy chi phí vận hành bảo dưỡng hầm biogas không đáng kể nên bỏ qua Trong q trình sử dụng, số yếu tố bên tác động đến hầm biogas làm hầm rạn nứt đường dẫn bị nghẽn hay bị rò rỉ làm cho khí biogas khơng thể đến bếp nấu Tuy nhiên, kết điều tra cho biết hộ gia đình sử dụng hầm biogas chưa bỏ chi phí để sửa chữa bảo dưỡng Nguyên nhân dự án xây lắp hầm biogas kết thúc, chuyên gia hỗ trợ kỹ thuật dự án khơng liên quan đến hầm mà dự án đầu tư người dân khơng có kinh nghiệm để tự sửa chữa Ngoài ra, hầm biogas xây lắp vào năm 2014, thời gian lắp đặt đến thời gian tiến hành điều tra khảo sát ngắn nên chưa xảy trở ngại vận hành hầm Như vậy, để có hầm biogas sử dụng ngồi chi phí xây lắp, chi phí phát sinh khác khơng đáng kể Lợi ích từ việc tiết kiệm chi phí chất đốt phân bón Tiết kiệm chi phí chất đốt Trước xây lắp sử dụng hầm biogas, hộ phạm vi điều tra sử dụng khí đốt củi đun nấu Theo kết trình bày bảng đây, củi chiếm 99% tổng lượng chất đốt hộ gia đình Lượng củi sử dụng hộ nguồn sẵn có gia đình mà chủ yếu mua từ nơi khác Việc sử dụng khí đốt để đun nấu thường thuận lợi vận chuyển lại có giá thành cao Việc sử dụng hầm biogas giúp giảm khoản kinh phí đáng kể cho chất đốt hộ gia đình Thực tế cho thấy sử dụng biogas thay chất đốt lượng củi khí đốt giảm đáng kể so với trước sử dụng hầm Bảng trình bày chi tiết lượng chất đốt giảm thiểu hộ gia đình sau sử dụng hầm biogas Như vậy, sau sử dụng thêm biogas cho đun nấu, hộ gia đình giảm 23,3% lượng củi 65,7% lượng khí đốt so với chưa có hầm Vào thời điểm điều tra khảo sát, với giá củi tạp vườn 850 đồng/kg giá khí đốt 310.000 đồng bình 12 kg, chi phí cho chất đốt hộ gia đình trước sau có 10 hầm biogas chi phí tiết kiệm nhờ giảm lượng chất đốt thể cụ thể bảng Bảng Lượng chất đốt giảm sau sử dụng hầm biogas Tên hộ gia đình Trước có hầm biogas (kg/năm) Lượng chất đốt giảm sau sử dụng hầm biogas (kg/năm) Củi Gas Củi Gas Hộ điều tra 6.645 36 1.545 36 Hộ điều tra 7.480 50 980 30 Hộ điều tra 9.100 3.350 Hộ điều tra 4.150 48 1.050 24 Hộ điều tra 10.800 45 1.900 25 Hộ điều tra 7.500 52 2.000 32 Hộ điều tra 4.100 50 1.250 50 Hộ điều tra 5.800 36 12 Hộ điều tra 2.500 72 1.400 48 Hộ điều tra 10 Tổng cộng 7.200 40 1.750 25 65.275 379 15.225 282 Bảng Chi phí tiết kiệm từ việc giảm lượng chất đốt nhờ biogas Chi phí (đồng/năm) Hộ gia đình Chi phí chất đốt trước có biogas Chi phí chất đốt sau có biogas Chi phí chất đốt tiết kiệm Hộ điều tra 6.578.000 4.335.000 2.243.000 Hộ điều tra 7.650.000 6.042.000 1.608.000 Hộ điều tra 7.553.000 4.888.000 2.665.000 Hộ điều tra 4.767.000 3.255.000 1.512.000 Hộ điều tra 10.342.000 8.082.000 2.260.000 Hộ điều tra 7.718.000 5.192.000 2.526.000 Hộ điều tra 4.777.000 2.423.000 2.354.000 Hộ điều tra 5.860.000 5.550.000 310.000 Hộ điều tra 4.645.000 2.405.000 2.249.000 Hộ điều tra 10 7.153.000 5.020.000 2.133.000 Có thể thấy lượng chi phí cho chất đốt tiết kiệm năm có chênh lệch không lớn hộ Trường hợp ngoại lệ có chi phí tiết kiệm thấp hộ gia đình số hầm bị cố chưa khắc phục nên lượng biogas tạo dẫn đến chi phí cho việc tiết kiệm lượng hàng năm thấp nhiều so với hộ lại dùng hầm composite đơi 11 Nếu mức tiết kiệm hộ gia đình dùng làm số liệu tính tốn ảnh hưởng lớn đến kết chi phí tiết kiệm chung loại hầm composite đôi; hộ không lựa chọn để tính tốn Chi phí tiết kiệm trung bình từ chất đốt loại cơng trình khí sinh học trình bày bảng 10 Kết tính tốn cho thấy số tiền tiết kiệm không lớn hộ gia đình nơng thơn, mức tiết kiệm góp phần xóa đói giảm nghèo cho họ Bảng 10 Chi phí tiết kiệm trung bình từ chất đốt loại hầm hộ gia đình Chi phí tiết kiệm trung bình (đồng/hộ/năm) Loại hầm Hầm xi măng 1.925.500 Hầm composite đơn 2.263.400 Hầm composite đôi 2.191.000 Sử dụng bã thải hầm biogas cho trồng trọt Trong trình ủ phân hầm, sau khí biogas sử dụng cho việc đun nấu bã thải lại từ hầm sử dụng làm phân bón Hiện trạng việc sử dụng chất thải cho trồng trọt hộ gia đình làng bún Ơ Sa trình bày bảng 11 Bảng 11 Hiện trạng sử dụng chất thải hầm biogas cho trồng trọt hộ gia đình Hộ gia đình Loại hầm Mục đích sử dụng chất thải mơ hình Cho trồng trọt Khác Có Khơng Có Khơng Hộ điều tra Có Khơng Hộ điều tra Có Khơng Có Khơng Hộ điều tra Khơng Khơng Hộ điều tra Có Khơng Hộ điều tra Khơng Khơng Có Khơng Có Khơng Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra Hộ điều tra 10 Hầm xi măng Hầm composite đơn Hầm composite đôi Như vậy, đa số hộ điều tra sử dụng chất thải sau sử dụng hầm biogas để bón cho trồng (chiếm 80%) Thực tế cho thấy hộ nông dân biết tận dụng tốt lợi ích từ chất thải biogas để nâng cao hiệu trồng giảm lượng phân bón hóa học Chi phí tiết kiệm từ việc sử dụng chất thải hầm biogas bón cho trồng trình bày bảng 12 Kết tính tốn cho biết loại hầm, chi phí tiết kiệm cho lượng phân bón khơng cao (khoảng 300.000 – 400.000 đồng/hộ/năm) giúp hộ gia đình giảm chi phí phân bón nâng cao suất trồng 12 Bảng 12 Chi phí tiết kiệm nhờ sử dụng chất thải biogas bón cho trồng Hộ gia đình Chi phí tiêt kiệm (đồng/năm) Loại hầm Cho hộ Hộ điều tra Hộ điều tra Hầm xi măng 300.000 400.000 Hộ điều tra 400.000 Hộ điều tra 400.000 Hộ điều tra Hầm composite đơn 200.000 Hộ điều tra Hộ điều tra 300.000 Hộ điều tra Hộ điều tra Hầm composite đôi Hộ điều tra 10 Trung bình loaị hầm 350.000 350.000 333.000 325.000 400.000 Tính tốn thời gian hồn vốn loại cơng trình khí sinh học Tuổi thọ trung bình hầm biogas xi măng khoảng 10 năm, bảo quản tốt kéo dài đến 15 năm; hầm composite có tuổi thọ lên đến 50 năm [4] Thực tế cho thấy hầm xi xây năm 2003 đến 12 năm hoạt động bình thường Để phân tích hiệu kinh tế loại hầm biogas, cần phải tính tốn thời gian hồn vốn lợi ích phát sinh mà hầm biogas mang lại suốt vòng đời Dựa cơng thức (1), thời gian hồn vồn loại hầm dược tính tốn sau: - Thời gian hoàn vốn hầm xi măng: 6.000.000 đồng : 2.275.500 đồng = 2,6 năm Với tuổi thọ 15 năm, sau hồn vốn, lợi ích phát sinh thêm hầm xi măng là: (15 – 2,6) năm x 2.275.500 đồng = 28.216.200 đồng - Thời gian hoàn vốn hầm composite đơn: 12.400.000 đồng : 2.563.400 đồng = 4,8 năm Với tuổi thọ 20 năm sau hồn vốn, lợi ích phát sinh thêm hầm là: (20 – 4,8) năm x 2.563.400 đồng = 38.963.700 đồng - Thời gian hoàn vốn hầm composite đôi: 12.700.000 đồng: 2.516.000 đồng = năm Với tuổi thọ 20 năm, sau hoàn vốn, lợi ích phát sinh thêm hầm là: (20 – 5) nămx: 2.516.000đồng = 37.740.000 đồng 13 Các kết cho thấy: - Đối với hầm xi măng: xét vòng đời năm tiết kiệm 2.275.500 đồng/hộ, khoảng năm thu hồi vốn nên khả thi sau 15 năm lợi ích phát sinh thêm 28.216.200 đồng - Hầm composite đơn: xét vòng đời năm tiết kiệm 2.563.400 đồng/hộ, vòng 4,8 năm thu hồi vốn nên khả thi sau 20 năm lợi ích phát sinh thêm 38.963.700 đồng - Hầm composite đơi: xét vòng đời năm tiết kiệm 2.516.000 đồng/hộ, năm thu hồi vốn nên khả thi; sau 20 năm lợi ích phát sinh thêm 37.740.000 đồng KẾT LUẬN Ở làng bún Ơ Sa, tính đến tháng năm 2015, tồn làng có 10 cơng trình biogas xây dựng đưa vào sử dụng với loại hầm xi măng, composite đơn composite đơi Việc xử lí chất thải chăn nuôi hầm biogas giúp giảm lượng phát thải khí nhà kính 19,904 tCO2e/hộ/năm Nếu nhân rộng việc sử dụng hầm biogas cho 120 hộ nuôi lợn làng bún giảm 2.388,48 tCO2e/năm Các hộ gia đình địa phương sử dụng khí biogas thay chất đốt tận dụng chất thải sau biogas thay phân bón hóa học, nhờ tiết kiệm chi phí lớn so với thu nhập người nông dân Hiệu kinh tế loại hầm biogas khác cụ thể: hầm xi măng tiết kiệm 2.275.000 đồng/hộ/năm; thời gian hoàn vồn gần năm; lợi ích phát sinh thêm sau hoàn vốn 28.216.000 đồng Hầm composite đơn giúp tiết kiệm 2.563.000 đồng/hộ/năm, thời gian hoàn vồn 4,8 năm lợi ích phát sinh sau hồn vốn 38.963.000 đồng Hầm composite đơi năm tiết kiệm 2.516.000 đồng/hộ, hoàn vốn năm lợi ích phát sinh sau hồn vốn vào khoảng 37.740.000 đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO Cục Chăn nuôi – Bộ Nông nghiệp PTNT, 2011 Công Nghệ khí sinh học quy mơ hộ gia đình Văn phòng dự án khí sinh học Trung ương – Cục Chăn nuôi, Hà Nội IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, 2006 Stationary combustion, chap 2, pp 35-57 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, 2006 Emission from livestock and manure management, chap 10, pp 41-54 Nguyễn Thị Hồng, 2010 Đánh giá hiệu xử lý chất thải chăn nuôi lợn hầm Biogas quy mô hộ gia đình Thừa Thiên Huế Luận văn cao học ngành Khoa học Môi Trường, Trường Đại học Khoa học Huế 14 ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL BENEFIT ANALYSIS OF BIOGASDIGESTER IN LIVESTOCK MANURE TREATMENT AT O SA RICE NOODLE CRAFT VILLAGE, THUA THIEN HUE PROVINCE Tran Anh Tuan, Pham Thi My Hanh Department of Environmental Science, Hue University of Sciences ABSTRACT This paper used some calculation techniques of Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) to quantify the environmental benefit as to greenhouse gas emission (GHG) mitigation at O Sa rice noodle craft village (located at Quang Vinh commune, Quang Dien district, Thua Thien Hue province) The resulting calculation showed that the GHG amount reduced by using biogas digester, for the whole village, was 19.900 tonnes of CO2 equivalent/household/year A couple of economic benefits such as the simple payback period, the post-payback-period savings, the cooking fuel replacement, the use of biogas residue for fertilizer, etc were also estimated The analysis results on the economic benefit revealed that among 03 specific types of biogas digester currently in use at the village, the concrete one helped to save 2,275,000 VND/household/year Its payback period was less than years and post-payback-period benefit was 28,216,000 VND For single composite biogas digester, the annual saving for each household was 2,563,000 VND, with a payback period of 4.8 years and post-payback-period benefit of 38,963,000 VND The utilization of double composite biogas digester could save 2,516,000 VND/household/year, with a payback period of years and post-payback-period benefit of 37,740,000 VND 15 ... dân chưa nhận thức rõ hiệu kinh tế môi trường mà hầm biogas mang lại Chính vậy, việc làm rõ hiệu kinh tế môi trường mơ hình xử lý chất thải chăn ni lợn hầm biogas làng bún Ô Sa chắn góp phần nâng... trình khí sinh học Hiệu kinh tế cơng trình khí sinh học địa bàn nghiên cứu tính tốn dựa tổng chi phí cơng trình khí sinh học (chi phí đầu tư xây dựng vận hành hầm biogas) tổng lợi ích kinh tế mà... đình Thừa Thiên Huế Luận văn cao học ngành Khoa học Môi Trường, Trường Đại học Khoa học Huế 14 ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL BENEFIT ANALYSIS OF BIOGASDIGESTER IN LIVESTOCK MANURE TREATMENT AT O